Fuktmätning i betong med lågt vattencementtal, steg 3 (samt slutsatser från Steg 1-2) SBUF projekt 12941 och 13085 Peter Johansson Stefan Backe Avdelning Byggnadsmaterial Lunds Tekniska Högskola
Resultat från steg 1-2 Jämförelse av RF från uttaget prov och borrhålsmätning i platta som lagrats förseglad 8 månader samt mätning och datorsimulering av fuktförlust vid provtagning och dess inverkan på RF-nivån
Inverkan av fuktavgång från uttaget prov
Uttorkning av prov i luft
Konditioneringstid Slutsatser, Steg 1-2 -Uttaget prov -Borrhålsmätning Inverkan av kondens i provrör Provmängdens betydels vid uttaget prov Hur påverkas provets fuktnivå när givare monteras i rör Fuktavgång vid hantering av uttaget prov Känslighet för temperaturvariationer i omgivning vid borrhålsmätning Jämförelse mellan borrhålsmätning och uttaget prov
Fuktmätning i betong med lågt vattencementtal, steg 3
Recept för provade betongsammansättningar Beteckning 38B 50B 55B 50BS 55BS Ekvivalent vattencementtal 0,38 0,50 0,55 0,50 0,55 Delmaterial (kg/m 3 ) Cement (Cementa Bascement) Slagg (densitet 2900 kg/m 3, k=0,8)* 450 380 350 325 300 0 0 0 65 60 Vatten 171 190 192,5 188,5 191,4 Ballast (0-8mm) 880 937 966 933 960 Ballast (8-12mm) 440 415 411 414 409 Ballast (12-16mm) 440 415 411 414 409 Flyttillsats (Sika Evo 26) 2,2 0,8 0,8 0,8 0,8 Sättmått/lagringsförhållande Sättmått (mm) 78 73 95 70 88 Förseglad lagring Värmeisolerad mantelyta X X Värmeisolerad botten X X X X X *Uppgifter och material från Thomas Concrete Group AB, Göteborg
2 månaders lagring av prov före RF-mätning
Beteckning/provkropp Vaisala HMP110 (HMP110) Loggad Vaisala HMP44 (HMP44 Pico) Vaisala HMP44 (HMP44) Vaisala HMP110 (HMP110) Loggad Vaisala HMP44 (HMP44 Pico) HumiGuard Testo 605-H1 med tejp (605 med tejp) Testo 605-H1 utan tejp (605 utan tejp) Testo 05726172 med teflonfilter (635) Provplan för 38B, vct= 0,38 utan slagg Givare för mätning på uttagna prov Givare för mätning i borrhål 38B-1 V26 10-1 11-2 T9 38B-2 10-2 11-3 T10 38B-3 V35 10-3 11-4 T8
Beteckning/provkropp Vaisala HMP110 (HMP110) Loggad Vaisala HMP44 (HMP44 Pico) Vaisala HMP44 (HMP44) Vaisala HMP110 (HMP110) Loggad Vaisala HMP44 (HMP44 Pico) HumiGuard Testo 605-H1 med tejp (605 med tejp) Testo 605-H1 utan tejp (605 utan tejp) Testo 05726172 med teflonfilter (635) Provplan för 50B och 55B, vct= 0,5 och 0,55, båda utan slagg Givare för mätning på uttagna prov Givare för mätning i borrhål 50B-1 V-26,- V35 VA1 V40 X 10-4 50B-2 VA1 V40 VA2 X 10-5 T6 50B-3 VA2 V57 VA3 V57 X 55B-1 VA3 V58 VA4 V58 X 10-6 55B-2 VA4 V59 VA5 X T7 55B-3 VA5 V61 VA6 X 10-8
Beteckning/provkropp Vaisala HMP110 (HMP110) Loggad Vaisala HMP44 (HMP44 Pico) Vaisala HMP44 (HMP44) Vaisala HMP110 (HMP110) Loggad Vaisala HMP44 (HMP44 Pico) HumiGuard Testo 605-H1 med tejp (605 med tejp) Testo 605-H1 utan tejp (605 utan tejp) Testo 05726172 med teflonfilter (635) Provplan för 50BS och 55BS, vct= 0,5 och 0,55, båda med slagg Givare för mätning på uttagna prov Givare för mätning i borrhål 50BS-1 V46, V53 VA7 V59 X 10-9 50BS-2 VA6 V64 VA8 X 10-10 50BS-3 VA7, VA8 VA9 V61 X 10-11 55BS-1 VA9 V51 VA10 V64 X 10-12 55BS-2 VA12 V49 VA11 X 10-15 55BS-3 VA10, VA11 VA12 X 10-16
RF-givare och tillhörande avläsningsinstrument Testo 605-H1 försedd med tejp som skydd över RF-sensorn (fabrikat Scanpor 10x40 mm)
Rutin för montering av skyddstejp på Testo 605 Demonteringsrutin för vridbar plasthylsa till Testo 605. Figuren till höger visar sensor med demonterad plasthylsa och skyddstejp applicerad.
RF-givare och tillhörande avläsningsinstrument Testo 635 avläsningsinstrument samt tillhörande RF-givare, Testo 05726172, försedd med teflonfilter.
RF-givare och tillhörande avläsningsinstrument Vaisala HMI41 avläsningsinstrument samt tillhörande RF-givare HMP44 försedd med gallerskydd och pappersfilter.
RF-givare och tillhörande avläsningsinstrument Vaisala HM40 avläsningsinstrument samt tillhörande RF-givare HMP110 försedd med gallerskydd och pappersfilter.
RF-givare och tillhörande avläsningsinstrument HumiGuard avläsningsinstrument med synlig display samt två tillhörande RF-givare med semitransparent plasthölje. Den högra sensorn är kopplad till en givarkontakt som används vid försegling av mätrör vid mätning i borrhål. Till vänster två anslutningsklämmor, med svart plasthölje, för anslutning till sensor vid avläsning.
Referensblock för HumiGuard HumiGuard referensblock och referenscell som används för kontroll av RF-sensorernas drift under mätperioden.
Saltkontroll av RF-givare före och efter mätning Lagringskammare av extruderad cellplast XPS med temperaturstyrning för lagring av sensorer under saltkontroll.
RF-mätning i borrhål
RF-mätning i borrhål Provkropp under uttorkning med följande RF-givare monterade från vänster; 605 med tejp, HumiGuard, HMP44-Pico samt HMP110.
RF-mätning på uttagna prov Proven spräcktes parallellt gjutriktningen med hydraulisk press inför uttagning av provbitar för RF-mätning
RF-mätning på uttagna prov Provbit efter spräckning för vidare uttagning av provbitar från djupet 50-70 mm från ytan, dvs. samma nivå som borrhålsmätningarna
RF-mätning på uttagna prov Uttagna provbitar från respektive djup placeras i glasrör som förseglas med gummikork i väntan på RF-mätning.
RF-mätning på uttagna prov Mätning av relativ fuktighet på uttagna prov placerade i provrör med givare av fabrikat Vaisala HMP44.
Resultat från RF-mätningar Betonger 38B, vct= 0.38 50B, vct= 0.50 55B, vct= 0.55 50BS, vct= 0.50, med slagg 55BS, vct= 0.55, med slagg
Jämförelse av insvängningsförlopp för HumiGuard monterad vid borrning alternativt 3 dygn efter borrning
Jämförelse av insvängningsförlopp för fyra olika varianter av givare vid borrhålsmätning
Jämförelse av RF-nivå för vct= 0,5 med och utan slagg
Inverkan på RF-nivå vid återmontage i borrhål Givare HumiGuard Vaisala HMP44 Testo 605
Mätning av fuktkapacitet hos RFgivare och filter vid absorption Givare HumiGuard Vaisala HMP44 Vaisala HMP110 Testo 605 Testo 635 RF-nivåer 33, 75, 85 och 95 %
Vägning av RF-sensor vid pågående exponering för olika RFnivåer med hjälp av mättade saltlösningar i glasburkar.
Fuktkapacitet hos RF-givare HumiGuard-givare med sensor och plasthölje.
Kapad och förseglad HMP44-givare med sensor, gallerskydd och pappersfilter. Kapad och förseglad HMP44-givare med sensor, gallerskydd och demonterat pappersfilter.
HMP110-givare med sensor, gallerskydd samt pappersfilter och förseglat kabeluttag i bakstycket. HMP110-givare försedd med gallerskydd utan filter och förseglat kabeluttag i bakstycket.
Kapad och förseglad 605-givare med sensor utan skyddshuv. Kapad och förseglad 605-givare med sensor utan skyddshuv och försedd med tejp (Micropor 10x40mm).
Kapad och förseglad 635-givare med sensor och teflonfilter. Kapad och förseglad 635-givare med sensor och öppet gallerskydd
Slutsatser från mätning av fuktkapacitet hos RF-givare och filter vid absorption Den öppna Testo 605 hade högst fuktkapacitet. För Testo, oavsett modell 605 eller 635, verkar således filtren ha en fuktskyddande effekt och utgör barriär mellan den aktiva delen av sensorn och omgivand luft. Sannolikt har filtren förhållandevis stort ånggenomgångsmotstånd i kombination med en hög fuktkapacitet hos sensorernas aktiva del. Kombinationen av dessa två egenskaper skulle kunna resultera i att givarna behöver lång tid att nå ett jämviktsläge och samtidigt riskera att underskatta RF-nivån hos betongen.
Kontroll av ångtäthet hos RFgivare och tillhörande tätningssystem Givare HumiGuard Vaisala HMP44 Vaisala HMP110 Testo 601 (föregångare till 605) Testo 605 Testo 635 Tätningssystem Glasrör + gummiplugg Glasrör + Vaisalarör + gummiplugg
RF-sensorer monterade i provrör av glas fyllda med 1 cm vatten för kontroll av anslutningarnas ångtäthet.
Slutsats från kontroll av ångtäthet hos RF-givare och tillhörande tätningssystem Sammanfattningsvis resulterade läckagetestet i att det som mest avgick cirka 10 mg vatten under 30 dygn. Hur detta påverkar RF-nivån i provhålet är mycket komplicerat att avgöra utan omfattande datorsimulering. Resultatet från en datorsimulering kommer emellertid också att bjuda på osäkerheter eftersom en rad antagande måste göras. Ett alternativ är att göra bedömningen hur den förlorade fuktmängden påverkar RF-nivån hos ett uttaget prov vilket innebär att endast en begränsad provmängd kan bidra med fukt. Uppskattningsvis resulterar det ackumulerade läckaget under 30 dagar i en sänkning av RF-nivån om cirka 0,2 %. Detta förutsätter att effekten av förlorad fukt är likvärdig både för uttaget prov och borrhålsmätning.
Slutsatser från samtliga delar av projektet, steg 1-3
Uttaget prov underskattar RF oavsett vct Resultaten innebär i praktiken att RF-mätning på uttaget prov kan räknas som en utdömd metod. Låga RF-nivåer och lång tid till jämvikt med Testo Testo 605 rekommenderas utgå från RBKs fuktmätningsrutiner med hänsyn till ovanstående resonemang. När det gäller Testo 635 tyder mätningarna på att teflonfiltret har ett förhållandevis högt ånggenomgångsmotstånd. Sensorns höga fuktkapacitet medför att RF riskerar att underskattas för moderna betongsammansättningar med mineraliska tillsatser. Givaren rekommenderas att utgå från RBK-systemet.
Borrhålsmätning med HumiGuard, Vaisala HMP44 och Vaisala HMP110 Endast givare av fabrikat/modell; HumiGuard, Vaisala HMP44 och HMP110 med tillhörande pappersfilter används för borrhålsmätning. Givare monteras tidigast 3 dygn efter borrning och avläsning sker tidigast 3 dygn efter montering. Montering av givare i samband med borrning utgår som metod. Återmontage i borrhål Återmontage av RF-givare i borrhål anses inte tillförlitlig framöver vilket innebär att nya borrhål måste borras för varje tillfälle givare ska monteras.
Inverkan på RF-nivån när givare loggas Vid mätningar när RF-givare kopplas till datalogger måste uppställningen undersökas så att loggningen inte innebär att givaren värms eller påverkas ur annan aspekt. Om sådana effekter upptäcks måste de gå att kvantifiera och därefter användas för att justera kalibreringskurvan. Detta är viktigt att beakta om utrustning för loggning ska användas inom RBK-systemet i framtiden.
Behov av vidare undersökningar 1 Hur RF-nivån påverkas vid återmontage av Vaisala HMP110 Hur RF-sensorns fuktkapacitet samt tillhörande filters fuktkapacitet och fukttransportförmåga inverkar på avvikelsen mellan verklig och uppmätt RF-nivå. Analysera fuktegenskaper hos framtida betongsammansättningar med mineraliska tillsatser genom att ta del av materialdata från pågående forskningsprojekt. Ta fram principiella riktlinjer för RBK-systemet vilka kan användas för att justera avläst RF med hänsyn till olika givares fuktkapacitet vilket blir nödvändigt för betonger med mineraliska tillsatser. Dessa betonger får flackare sorptionsisoterm och minskad fukttransportförmåga, jämfört med dagens betonger, vilket innebär att fuktkapaciteten hos en RF-sensor, till större del än idag, bidrar till att öka skillnaden mellan avläst och veklig RF.
Behov av vidare undersökningar 2 Ta fram kravspecifikation för nästa generations fuktgivare med tillhörande loggningssystem anpassat för kommande betonger och fuktkrav. Sannolikt är dagens kritiska fuktnivåer med avseende på alkalisk nedbrytning, orsakad av betong, inte relevanta för framtida betongsammansättningar. Detta eftersom inblandningen av reaktiva mineraliska tillsatser till en allt större del kommer att ersätta Portlandcementet. En fortsatt tillämpning av dagens kritiska fuktnivåer enligt AMA kan därför innebära att betongen torkas onödigt lång tid. För att säkerställa rimliga uttorkningstider när framtida betongsammansättningar börjar tillämpas i större skala, vilka sannolikt har långsammare uttorkning, krävs en ökad förståelse kring kritiska fuktnivåer. Syftet med den föreslagna undersökningen är att ge konkreta fuktkrav för material som betongens ska beläggas med, det vill säga nya kritiska fuktnivåer.